Fabrication and characterization of CIGSeTe solar cells
CIGSeTe güneş hücrelerinin üretimi ve karakterizasyonu
- Tez No: 826537
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜVEN ÇANKAYA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Energy, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
İklim değişikliğinin günümüz dünyasının en büyük çevresel sorunlarından biri olarak ortaya çıkışından bu yana, güneş enerjisi fosil yakıtlara alternatif olarak iklim değişikliği ile mücadelede en önemli adaylardan biri olarak karşımıza çıkmaktadır. Güneş enerjisi alanındaki en önemli teknolojilerden biri olan güneş pili çeşitleri arasında Cu(In,Ga)Se2 ince film güneş pilleri, çok yüksek güç dönüşüm verimliliği, yüksek soğurma katsayısı, etkin hammadde kullanımı ve ayarlanabilir direkt bant aralığı nedeniyle en umut verici fotovoltaik teknolojilerden biri olarak ortaya çıkmıştır. Cu(In,Ga)Se2 güneş pillerinin verimliliği esas olarak bant aralığı ve onun gradyanı ile ilgilidir. Proses yüksek sıcaklıklarda gerçekleştiğinden, her bir elementin difüzyonu nedeniyle bant aralığının gradyanını kontrol etmek kolay değildir. Bant aralığı genişlediğinde gradyanın kontrolü daha zor hale gelir. Gradyan çentiği çok derin olursa güneş pili parametreleri için zararlıdır ve bundan kaçınılmalıdır. Bu tezde, tellür ilavesinin hem dar hem de geniş bant aralıklı Cu(In,Ga)(Se,Te)2 güneş pillerinin fotovoltaik parametreleri üzerindeki etkisini anlamak için komple Cu(In,Ga)(Se,Te)2 güneş pilleri üç aşamalı eş-buharlaştırma, kimyasal banyo biriktirme, RF saçtırma ve e-demeti ile üretilmiş ve SEM, EDS, XRD, UV-Vis spektrofotometre, TRPL, GDOES, J-V ve EQE ölçümleri ile karakterize edilmiştir. Dar bant aralıklı güneş pillerinde, Te ilavesi tane boyutunu, GGI gradyanını ve fotovoltaik parametreleri farklı sıcaklıklarda farklı şekilde etkilemiştir. Düşük sıcaklıklarda GGI gradyan çentiğini daha derin hale getirmiş ve yüksek sıcaklıklarda gradyan tipini çift gradyandan arka yüzey gradyanına çevirmiştir. Geniş bant aralıklı güneş pillerinde ise, Cu(In,Ga)(Se,Te)2 güneş pili, % 6,43'lük kontrol tabanlı güneş piline kıyasla % 9,58'lik verimlilikle literatürde bildirilen Te katkılı geniş bant aralıklı ince film güneş pillerine kıyasla en yüksek verimliliği göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Since the emergence of climate change as one of the biggest environmental problems of today's world, solar energy has emerged as one of the most important candidates in the fight against climate change as an alternative to fossil fuels. Among the solar cell types, which is one of the most important technologies in the field of solar energy, Cu(In,Ga)Se2 thin film solar cells emerged as one of the most promising photovoltaic technologies due to their very high power conversion efficiency, high absorption coefficient, efficient raw material usage and adjustable direct bandgap. The efficiency of Cu(In,Ga)Se2 solar cells is mainly related with the bandgap and its gradient. Since the process takes place at high temperatures, it is not so easy to control the gradient of the bandgap due to diffusion of each element. The control of the gradient becomes more difficult when the bandgap is wider. If the notch of the gradient becomes too deep, it is detrimental for solar cell parameters and must be avoided. In this thesis, complete Cu(In,Ga)(Se,Te)2 solar cells were built by three-stage co-evaporation, chemical bath deposition, RF sputtering and e-beam, and characterized by SEM, EDS, XRD, UV-Vis spectrophotometer, TRPL, GDOES, J-V and EQE measurements to understand the effect of Te on the photovoltaic parameters of both narrow and wide bandgap Cu(In,Ga)(Se,Te)2 solar cells. For narrow bandgap solar cells, the addition of Te affected grain size, GGI gradient, and photovoltaic parameters differently at different temperatures. Te addition made the notch of GGI gradient deeper for low temperatures, and changed the gradient type from double to back surface gradient for high temperatures. For wide bandgap solar cells, Cu(In,Ga)(Se,Te)2 solar cell showed a high efficiency of 9.58 % compared to control-based solar cell of 6.43 %, which is the highest efficiency compared to Te-incorporated wide bandgap thin film solar cells reported in the literature.
Benzer Tezler
- Fabrication and characterization of amorphans silikon microcavities
Amorf silikon mikroçınlaçlarının üretimi ve karakterizasyonu
SELİM TANRISEVEN
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ SERPENGÜZEL
- Fabrication and characterization of high-speed, hig quantum efficiency, resonant cavity enhanced schottky photodidoes
Rezonant kavite ile güçlendirilmiş yüksek, hızlı ve yüksek verimli schottky fotodiyot üretimi ve karakterizasyonu
ERHAN POLATKAN ATA
Doktora
İngilizce
1998
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EKMEL ÖZBAY
- Fabrication and characterization of semiconductor double quantum well diode lasers
Çift kuvantum kuyulu yarıiletken lazerlerinin yapımı ve incelenmesi
BÜLENT EROL SAĞOL
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ SERPENGÜZEL
- CIGS güneş hücresi üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of CIGS solar cell
FURKAN GÜÇLÜER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
EnerjiNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FİLİZ KELEŞ
- Polihidroksibütirat-ko-hidroksivalerat biyonanokompozitlerinin silikalanmış hidroksiapatit nanopartikülleri ile hazırlanması ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of poly(hydroxybutyrateco-hydroxyvalerate) bionanocomposites with reinforcement by silicated hydroxyapatite nanoparticles
ZEYNEP KIRAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUALLA ÖNER
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEMRA KIRBOĞA OKUMUŞ